深基坑的支護技術及其施工安全管理的探討

深基坑的支護技術及其施工安全管理的探討近年來，隨著我國經(jīng)濟的進展，城市建設中高層建筑，超高層建筑所占比例逐年增多，高層建筑如何解決深基礎施工中的平安問題也越來越突出，建設部近幾年的事故統(tǒng)計中，坍塌事故成了繼”四大”損害（高處墜落，物體打擊，觸電事故，機具損害）之后的第五大損害，其中在建設部公布的二零零五年度《全國建筑施工平安生產(chǎn)形勢分析報告》中的全國建筑施工三級以上事故的分析可知，由施工坍塌引起的三級以上平安事故二十一起，死亡八十六人，分別占事故總數(shù)與死亡人數(shù)的48.8%和50.6%；而由于基坑邊坡失穩(wěn)，土方坍塌事故引起的三級以上事故七起，死亡二十二人，分別占坍塌事故總數(shù)和死亡人數(shù)的33.3%、25.6%，且坍塌事故在三級以上事故總數(shù)中的比例排名第一；而由于基坑邊坡失穩(wěn)，土方坍塌而引起坍塌事故占坍塌事故的總數(shù)和死亡人數(shù)也是排名第一。由此可見，深基坑開挖與支護不當，極易引起群死群傷。本人認為，要預防由于深基坑開挖導致基坑邊坡失穩(wěn)，土方坍塌，首先要在基坑開坑之前，根據(jù)施工現(xiàn)場不同土質(zhì)的狀況，基坑深度及周邊環(huán)境確定支護方案，下面依據(jù)不同深度的基坑的地質(zhì)條件和作業(yè)條件以及施工機械化程度對不同的支護技術進行探討。1基坑支護結構選型：1.1原狀土放坡：一般基坑深度小于3米時，可采納一次性放坡。當深度達到4~5米時，也可采納分級放坡?；臃牌卤匦璞ＷC邊坡的穩(wěn)定，依據(jù)土的類別進行穩(wěn)定計算確定平安系數(shù)。原狀土放坡適用于較淺的基坑。1.2深層攪拌樁支護深層攪拌樁是加固軟土地基的一種新方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑（漿體和粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理--化學反應，使軟土硬結成具有整體性，水穩(wěn)定性和肯定程度的樁體。深層攪拌最宜于各種成因飽和軟粘土等，包括淤泥，淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土等?；娱_挖不宜大于6米，對于有機質(zhì)土，泥炭質(zhì)土，含有伊里石、氯化物等粘性工及酸堿度較低的粘性土，宜通過試驗確定。加固深度從數(shù)米到50~60米，國內(nèi)最大深度可達15~18米。1.3鋼板樁支護鋼板樁支護是由鋼板樁、錨拉桿（或內(nèi)支撐、錨碇結構、腰梁等）組成。由于鋼板本身剛性不足，其支撐或錨拉系統(tǒng)假如設置不當，會產(chǎn)生較大的變形。但其優(yōu)點是一種施工簡潔，投資經(jīng)濟，施工機械化程度要求不高的支護方法。但基坑深度超過7米以上的軟土地層，基坑不宜采納鋼板樁支護，如要采納此種支護方法，必需設置多層支撐或錨拉桿。1.4排樁支護：排樁支護是指隊列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔，鉆（沖）孔灌注樁，作為主要的擋土結構，其結構形式可分為懸臂支護或單錨桿，多錨桿結構，布樁形式可分為單排或雙排布置。樁的嵌固深度、樁徑和配筋依據(jù)坑深、支撐布置和四周環(huán)境要求等計算確定。排樁中應用最廣泛的是鉆孔灌注樁。一、二、三級基坑皆可應用。一般當基坑深h=8-14m且四周環(huán)境要求不高時多考慮采納。懸臂式支護適用于開挖深度不超過10米，粘土層不超過8米砂性土層，以及不超過5米的淤泥質(zhì)土層。1.5土釘支護土釘支護是近年來進展起來的用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種技術。由于施工牢靠且施工快速簡便，施工機械化程度要求不高，已在很多國家中快速推廣和使用，所謂”土釘”就是置入于現(xiàn)場原位土體中以較密間距排列的瘦長金屬桿件，通常還外裹水泥砂漿或水泥凈漿體。土釘通長與四周土體接觸，依靠接觸界面上的粘結力和磨擦力與四周土體形成一個結合體，在土體發(fā)生變形的條件下被動受力，且主要通過受拉工作對土體進行加固。土釘支護具有如下特點；1）材料用量遠低于樁支護和連續(xù)墻支護，土釘支護的施工速度比其他支護要快得多。2）施工設備輕巧，操作簡潔，有較大的敏捷性，對四周的環(huán)境干擾也很少，特殊適合于城市城區(qū)施工；3）對場地土層的適應性強，特殊適合有肯定粘性的砂土和硬粘土，即使是軟土，在實行肯定措施后可有可能采納土針支護；4）結構輕松，柔性大，有特別好的抗震性能和延性。5）平安牢靠，土釘?shù)臄?shù)量較多并作為群體起作用，個別土釘消失質(zhì)量問題或失效時對整體影響不大。1.6錨桿或噴錨支護錨桿與土釘墻支護相像，將錨桿錨入穩(wěn)定土體中，外墻與支護結構連結用以維護基坑穩(wěn)定的受拉桿件，并施加預應力。錨桿可與排樁，地下連續(xù)墻，土針墻，其他支護結構聯(lián)合使用，不宜用于有機土，液限大于50%的粘土層及相對密度少于0.3%的砂土。噴錨支護是從隧道巖石錨桿引入的一種新型基坑支護技術，當深基抗鄰近有建（構）筑物，交通干線或地下管線影響，基坑不能放坡開坑時，采納噴錨支護可以支承擋土墻，維護坑壁穩(wěn)定，簡化坑內(nèi)支撐，改善施工條件。1.7拱圈支護結構：拱圈分閉合拱和非閉合拱，拱圈形成包括圓拱、橢圓拱和二次曲線拱。這種拱圈擋土能承受水平方向的土壓力，因拱的內(nèi)力以受壓力為主，彎距很少，能充分發(fā)揮混凝土抗壓強度高的特性。施工便利，施工機械化程度要求不高，施工速度較快。施工現(xiàn)場要適合拱圈布置，構造應符合圓環(huán)受力特點。要特殊留意的是拱腳的穩(wěn)定性，并對其穩(wěn)定性要有牢靠的保證措施。1.8地下連續(xù)墻支護地下連續(xù)墻是在深層地下澆注一道鋼筋混凝土墻，既可起擋土護壁，又可起隔滲作用，還可以成為工程主體結構的一部分，也可以代替地下室墻的外模板。地下連續(xù)墻也可簡稱地連墻，地連墻施工是利用特制的成槽機械，在泥漿護壁的狀況下，開挖肯定深度的溝槽，然后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，施工時，可以分成若干單元（5-8米一段），然后將各段進行接頭連接，形成一通地下連續(xù)墻。但其缺點為要用專用設備施工，施工機械化程度要求較高，單體施工造價高；其優(yōu)點為各種地質(zhì)條件，及簡單的施工環(huán)境適應力量較強，施工不必放坡，不用支撐。國內(nèi)地下連續(xù)墻的深度可達36米，壁厚1米。1.9逆作法支護逆作法的施工工藝和一般正常施工相反，一般基坑施工先挖至設計深度，然后自下向上施工到正負零標高，然后再連續(xù)施工上部主體。逆作法是先施工地下一層（離地面最近的一層），在澆完一層樓板時，進行養(yǎng)護，在養(yǎng)護期間可以向上部施工主體，當?shù)谝粚訕前暹_到強度，可以連續(xù)施工地下二層（同時向上方施工），此時的地下主體結構梁板體系，就可作為擋土結構的支撐體系，地下室的墻體又是基坑的護壁。這時梁板的施工只需在地面上挖出坑槽放入模板鋼筋，不設支撐，在梁的底部將伸出筋插入土中，作為柱子鋼筋，梁板施工完結再挖土方施工柱子。第一層樓板以下部分由于樓板的封閉，只能采納人工挖土，可利用電梯間作垂直運輸通道。這種支護方法使擋土結構變形較少，節(jié)約臨時支護結構。并且可以避開由于裝拆臨時支撐造成的土體變形。適用于較深基坑，對周邊變形有嚴格要求的基坑。要預先做好施工組織方案，及各結構節(jié)點的處理。以上介紹了目前我國大部分地區(qū)采納的基坑支護結構，我們要依據(jù)深基坑深度、施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件以及施工現(xiàn)場四周的環(huán)境等選擇基坑支護施工方案。以下探討深基坑施工過程中應留意的平安管理問題